内容正文:
4.3.1 等比数列的概念
题型一 对等比数列的理解
1.(24-25高二·全国·课后作业)下列说法正确的有( )
A.等比数列中的项可以为0
B.等比数列的公比的取值范围是R
C.若一个常数列是等比数列,则公比为1
D.22,42,62,82,…成等比数列
2.(24-25高二上·江苏淮安·阶段练习)下列数列是等比数列的是( )
A.1,1,1,1,1 B.1,2,4,8,16
C.,,,, D.,,,0,1
3.(24-25高二·全国·课后作业)下列数列一定是等比数列的是( )
A.数列1,2,6,18,…
B.数列中,,
C.常数列,,…,,…
D.数列中,
题型二 等比中项
1.(24-25高二下·广东揭阳·阶段练习)1和2025的等比中项为 ( )
A.50 B.45 C. D.
2.(24-25高二下·湖北十堰·期末)在等比数列中,,则( )
A.1 B.2 C. D.
3.(24-25高二下·贵州黔南·期末)已知等比数列,若,为方程的两根,则的值为( )
A. B. C. D.
4.(24-25高三上·福建莆田·阶段练习)数1与4的等差中项,等比中项分别是( )
A., B.,2 C.,2 D.,
题型三 等比数列的通项公式及应用
1.(25-26高三上·广东·阶段练习)已知等比数列的首项,且满足,,则公比q为( )
A. B.2 C.或2 D.3
2.(25-26高三上·云南昭通·阶段练习)数列是等比数列,且,,则( )
A.16 B.14 C.12 D.10
3.(25-26高二上·甘肃兰州·阶段练习)在等比数列中,,则 .
4.(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)已知数列是递增的等比数列,若,则 .
5.(23-24高二上·江苏·课前预习)在等比数列中.
(1)若它的前三项分别为5,-15,45,求;
(2)若an=625,n=4,q=5,求;
(3)若a4=2,a7=8,求an.
题型四 判断或证明一个数列是等比数列
1.(24-25高二上·河北唐山·期末)若,,成等比数列且公比为,那么,,( )
A.不一定是等比数列 B.一定不是等比数列
C.一定是等比数列,且公比为 D.一定是等比数列,且公比为
2.(24-25高二下·浙江绍兴·期中)下列数列为等比数列的是( )
A. B. C. D.
3.(23-24高二下·上海长宁·期末)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式.
题型五 等比数列的性质及其应用
1.(25-26高三上·江苏南京·开学考试)在等比数列中,,则( )
A.36 B. C. D.6
2.(24-25高二上·甘肃金昌·阶段练习)在等比数列中,,,则( )
A. B. C.32 D.64
3.(24-25高一下·四川泸州·期中)在等比数列中,,则的值为( )
A.48 B.72 C.144 D.192
4.(21-22高二上·吉林白山·期末)已知等比数列的公比q为整数,且,,则( )
A.2 B.3 C.-2 D.-3
5.(23-24高二上·广东中山·阶段练习)已知等比数列的各项均为正数,且,则( )
A.3 B.5 C. D.30
6.(多选)(24-25高二下·河南南阳·阶段练习)设数列都是等比数列,则下列选项中一定是等比数列的有( )
A. B.
C. D.
题型六 等比数列的函数特性
1.(24-25高二下·黑龙江·阶段练习)若等比数列的公比,则“”是“为递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2.(多选)(24-25高二上·甘肃白银·阶段练习)已知等比数列 ,=1, ,则( ).
A.数列 是等比数列
B.数列 是递增数列
C.数列 是等差数列
D.数列 是递增数列
3.(24-25高二上·重庆沙坪坝·期末)等比数列为单调递减数列,写出满足上述条件的一个数列的通项公式 .
题型七 等比数列的实际应用
1.某普通高中在校学生人数由2000人增加到5000人,这年间该校学生人数的年平均增长率应满足的关系式为( )
A. B.
C. D.
2.(2025·江西上饶·联考)《九章算术》中“竹九节”问题:现有一根节的竹子,自上而下各节的容积称等比数列,上面节的容积共升,下面节的容积共升,则第节的容积为( )
A.升 B.升 C.升 D.
1.(25-26高二上·江苏·阶段练习)已知数列是递增的等差数列,,且是与的等比中项,则( )
A.9 B.11 C.13 D.15
2.(25-26高三上·湖北·阶段练习)已知等差数列不是常数列,若,且,,成等比数列,则( )
A.1 B.21 C.19 D.20
3.(24-25高二下·四川·期中)等比数列{ an }满足a5 = 2,,则( )
A.22 B.20 C.12 D.10
4.(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)在等比数列中,是方程的两根,则等于( )
A. B. C.或 D.
5.(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)数列中,,点在经过的直线l上,则( )
A. B. C. D.
6.(24-25高二下·河北秦皇岛·期中)我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有人持金出五关,前关二税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五而税一,次关六而税一,并五关所税,适重一斤.问本持金几何?”其意思为“今有人持金出五关,第1关收税金为持金的,第2关收税金为剩余金的,第3关收税金为剩余金的,第4关收税金为剩余金的,第 5关收税金为剩余金的,5关所收税金之和恰好重1斤.问原来持金多少?”.记这个人原来持金为斤,则( )
A. B. C. D.
7.(24-25高三下·江苏南通·开学考试)已知数列为等比数列,,公比,则数列的前项积最大时,( )
A. B. C. D.
8.(25-26高三上·北京·开学考试)已知无穷等比数列的公比为,则“”是“单调递减”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
9.(24-25高二下·河南周口·阶段练习)在等比数列中,,,则当取得最小值时, ( )
A. B. C. D.
10.(多选)(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)已知数列是等比数列,则下列结论中正确的是( )
A.数列是等比数列 B.若,则数列是递减数列
C.若,则 D.数列是等比数列
11.(多选)(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)设等比数列的公比为,前项积为,并且满足条件,.则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.的最大项为
12.(2025·湖南·一模)已知依次成等差数列,依次成等比数列,则的最小值是 .
13.(23-24高二下·湖南益阳·阶段练习)等比数列中,且,,成等差数列,则的最小值为 .
14.(24-25高二下·上海奉贤·阶段练习)已知数列 满足 ,数列 满足 .
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的最大项.
15.(山西省太原市部分学校2025-2026学年高三上学期10月质量检测数学试题)在数列中,.
(1)证明:是等比数列;
(2)若,求数列的前n项和.
16.(25-26高三上·福建福州·阶段练习)记为数列的前n项和,已知.
(1)证明:是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
1.(25-26高三上·湖北·阶段练习)如图,等边三角形的边长为4,取各边的中点,,,作第2个等边三角形,然后再取各边的中点,,,作第3个等边三角形,依此方法一直继续下去,记为第1个三角形,为第2个三角形,为第3个三角形,,依此类推,则第10个三角形与第5个三角形的面积之和为( )
A. B. C. D.
2.(24-25高三上·河北邢台·阶段练习)已知首项为1的等比数列的各项均为正数,且,,成等差数列,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
3.(25-26高三上·天津·阶段练习)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若则的值为( )
A. B. C. D.
4.(2025高三·全国·专题练习)设等比数列的公比为,其前项之积为,并且满足条件:,,,给出下列结论:①;②;③是数列中的最大项;④使成立的最大自然数等于198,其中正确的结论是 .
5.(24-25高二下·北京大兴·期中)已知等差数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和的最大值;
(3)若等比数列满足,,问:是否存在最大值与最小值?说明理由.
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4.3.1 等比数列的概念
题型一 对等比数列的理解
1.(24-25高二·全国·课后作业)下列说法正确的有( )
A.等比数列中的项可以为0
B.等比数列的公比的取值范围是R
C.若一个常数列是等比数列,则公比为1
D.22,42,62,82,…成等比数列
【答案】C
【解析】等比数列的项和公比都不能为0,故AB错误;C显然正确;由于,故不是等比数列,D错.
故选:AC
2.(24-25高二上·江苏淮安·阶段练习)下列数列是等比数列的是( )
A.1,1,1,1,1 B.1,2,4,8,16
C.,,,, D.,,,0,1
【答案】ABC
【解析】A选项,数列为公比为1的等比数列,A正确;
B选项,数列为公比为2的等比数列,B正确;
C选项,数列为公比为的等比数列,C正确;
D选项,,不是等比数列,D错误.
故选:ABC
3.(24-25高二·全国·课后作业)下列数列一定是等比数列的是( )
A.数列1,2,6,18,…
B.数列中,,
C.常数列,,…,,…
D.数列中,
【答案】D
【解析】对于A,,,故不是等比数列;
对于B,前3项是等比数列,多于3项时,无法判定,故不一定是等比数列;
对于C,当时,不是等比数列;
对于D,该数列符合等比数列的定义,一定是等比数列.
故选:D.
题型二 等比中项
1.(24-25高二下·广东揭阳·阶段练习)1和2025的等比中项为 ( )
A.50 B.45 C. D.
【答案】C
【解析】设1和2025的等比中项为,
则,解得.
故选:C.
2.(24-25高二下·湖北十堰·期末)在等比数列中,,则( )
A.1 B.2 C. D.
【答案】D
【解析】因为,所以.
故选:D.
3.(24-25高二下·贵州黔南·期末)已知等比数列,若,为方程的两根,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】因为等比数列,,为方程的两根,
所以,故,
又因为,
所以,同为负数,由等比数列的性质可知,等比数列的隔项同号,
所以.
故选:A.
4.(24-25高三上·福建莆田·阶段练习)数1与4的等差中项,等比中项分别是( )
A., B.,2 C.,2 D.,
【答案】D
【解析】根据等差中项的定义可知,1与4的等差中项为;
根据等比中项的定义可得,1与4的等比中项G满足G2=1×4=4,G=±2.
故选:D.
题型三 等比数列的通项公式及应用
1.(25-26高三上·广东·阶段练习)已知等比数列的首项,且满足,,则公比q为( )
A. B.2 C.或2 D.3
【答案】B
【解析】因为公比,所以,化简得,解得或,
当时,,
当时,,
又,则.
故选:B.
2.(25-26高三上·云南昭通·阶段练习)数列是等比数列,且,,则( )
A.16 B.14 C.12 D.10
【答案】A
【解析】设等比数列的公比为,则
解得
因此,,
故选:A.
3.(25-26高二上·甘肃兰州·阶段练习)在等比数列中,,则 .
【答案】
【解析】由题知,所以,所以.
4.(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)已知数列是递增的等比数列,若,则 .
【答案】512
【解析】设等比数列的公比为,
由可得,把代入方程整理得
或(舍去).
所以.
5.(23-24高二上·江苏·课前预习)在等比数列中.
(1)若它的前三项分别为5,-15,45,求;
(2)若an=625,n=4,q=5,求;
(3)若a4=2,a7=8,求an.
【答案】(1)405;(2)5;(3)an=
【解析】(1)易知,,故.
(2)由.
(3).所以.
题型四 判断或证明一个数列是等比数列
1.(24-25高二上·河北唐山·期末)若,,成等比数列且公比为,那么,,( )
A.不一定是等比数列 B.一定不是等比数列
C.一定是等比数列,且公比为 D.一定是等比数列,且公比为
【答案】C
【解析】因为,,成等比数列且公比为,所以,,可得,,由等比数列的中项可判断得,,成等比数列,并且公比为.
故选:C
2.(24-25高二下·浙江绍兴·期中)下列数列为等比数列的是( )
A. B. C. D.
【答案】CD
【解析】A:,则不为定值,不满足;
B:,则不为定值,不满足;
C:,则为定值,且,满足;
D:,则为定值,且,满足.
故选:CD
3.(23-24高二下·上海长宁·期末)已知数列满足,.
(1)求证:数列是等比数列;
(2)求数列的通项公式.
【答案】(1)证明过程见解析
(2)
【解析】(1)因为,所以,即,
即数列是以为首项,3为公比的等比数列;
(2)由(1)可得,所以数列的通项公式为.
题型五 等比数列的性质及其应用
1.(25-26高三上·江苏南京·开学考试)在等比数列中,,则( )
A.36 B. C. D.6
【答案】D
【解析】,
则,
又,解得,
因为,
所以.
故选:D.
2.(24-25高二上·甘肃金昌·阶段练习)在等比数列中,,,则( )
A. B. C.32 D.64
【答案】C
【解析】设等比数列的公比为,
则,
即,解得,
所以.
故选:C.
3.(24-25高一下·四川泸州·期中)在等比数列中,,则的值为( )
A.48 B.72 C.144 D.192
【答案】D
【解析】数列是等比数列,则,,
而,故.
故选:D
4.(21-22高二上·吉林白山·期末)已知等比数列的公比q为整数,且,,则( )
A.2 B.3 C.-2 D.-3
【答案】A
【解析】因为,,且q为整数,
所以,,即q=2.
所以.
故选:A
5.(23-24高二上·广东中山·阶段练习)已知等比数列的各项均为正数,且,则( )
A.3 B.5 C. D.30
【答案】B
【解析】为等比数列,,故,
且,
故.
故选:B
6.(多选)(24-25高二下·河南南阳·阶段练习)设数列都是等比数列,则下列选项中一定是等比数列的有( )
A. B.
C. D.
【答案】CD
【解析】设等比数列的公比分别为.
与可能为0,故A,B错误;
,故是等比数列,故C正确;
,故是等比数列,故D正确.
故答案为:CD.
题型六 等比数列的函数特性
1.(24-25高二下·黑龙江·阶段练习)若等比数列的公比,则“”是“为递增数列”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】在等比数列中,,由数列的通项公式可得,可知,
又,所以,所以为递增数列,故充分性成立,
若,可知是递增数列,但不满足,故必要性不成立,
故“”是“为递增数列”的充分不必要条件.
故选:A.
2.(多选)(24-25高二上·甘肃白银·阶段练习)已知等比数列 ,=1, ,则( ).
A.数列 是等比数列
B.数列 是递增数列
C.数列 是等差数列
D.数列 是递增数列
【答案】ACD
【解析】由=1,得,,所以数列 是等比数列且为递减数列,故A正确B不正确;
,数列 是递增的等差数列,故C,D正确.
故选:ACD.
3.(24-25高二上·重庆沙坪坝·期末)等比数列为单调递减数列,写出满足上述条件的一个数列的通项公式 .
【答案】
【解析】等比数列为单调递减数列, ,或,,满足上述条件的一个数列的通项公式为:
题型七 等比数列的实际应用
1.某普通高中在校学生人数由2000人增加到5000人,这年间该校学生人数的年平均增长率应满足的关系式为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】设2016年到2020年的人数构成数列,
由等比数列的定义可知,数列是以为首项,以为公比的等比数列,所以,
又,所以.
2.(2025·江西上饶·联考)《九章算术》中“竹九节”问题:现有一根节的竹子,自上而下各节的容积称等比数列,上面节的容积共升,下面节的容积共升,则第节的容积为( )
A.升 B.升 C.升 D.
【答案】D
【解析】自上而下各节的容积构成等比数列,首项为,公比为.
,两式相除得(),解得,
则,
所以.
故选:D
1.(25-26高二上·江苏·阶段练习)已知数列是递增的等差数列,,且是与的等比中项,则( )
A.9 B.11 C.13 D.15
【答案】B
【解析】设该等差数列的公差为,因为数列是递增的等差数列,
所以,因为是与的等比中项,所以,或舍去,
,
故选:B
2.(25-26高三上·湖北·阶段练习)已知等差数列不是常数列,若,且,,成等比数列,则( )
A.1 B.21 C.19 D.20
【答案】C
【详解】因为,且,,成等比数列,
所以,解得或,
因为等差数列不是常数列,所以.
所以.
故选:C
3.(24-25高二下·四川·期中)等比数列{ an }满足a5 = 2,,则( )
A.22 B.20 C.12 D.10
【答案】A
【详解】等比数列{ an }满足a5 = 2,所以,
则
,
所以.
故选:A
4.(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)在等比数列中,是方程的两根,则等于( )
A. B. C.或 D.
【答案】C
【分析】根据韦达定理可得,由等比数列下标和性质可求得结果.
【解析】是方程的两根,,
,,或.
故选:C.
5.(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)数列中,,点在经过的直线l上,则( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由题意,,,
代入得,即,
又由于,所以是以为首项,2为公比的等比数列,
则,,
所以,
故选:D.
6.(24-25高二下·河北秦皇岛·期中)我国古代数学著作《九章算术》中有如下问题:“今有人持金出五关,前关二税一,次关三而税一,次关四而税一,次关五而税一,次关六而税一,并五关所税,适重一斤.问本持金几何?”其意思为“今有人持金出五关,第1关收税金为持金的,第2关收税金为剩余金的,第3关收税金为剩余金的,第4关收税金为剩余金的,第 5关收税金为剩余金的,5关所收税金之和恰好重1斤.问原来持金多少?”.记这个人原来持金为斤,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由题意知:这个人原来持金为斤,
第1关收税金为:斤;
第2关收税金为斤;
第3关收税金为斤,
以此类推可得的,第4关收税金为斤,第5关收税金为斤,
所以,
即,解得.
故选:C.
7.(24-25高三下·江苏南通·开学考试)已知数列为等比数列,,公比,则数列的前项积最大时,( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,公比 ,则,
所以当时,;当时,,
又是数列的前项积,则当时, 取得最大值,
故选:B.
8.(25-26高三上·北京·开学考试)已知无穷等比数列的公比为,则“”是“单调递减”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件
C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】B
【解析】由,则或,
若,有单调递减,
若,有单调递减,
若,则不具有单调性,
即充分性不成立;
由单调递减,则或,
此时成立,即必要性成立,
综上,“”是“单调递减”的必要不充分条件.
故选:B
9.(24-25高二下·河南周口·阶段练习)在等比数列中,,,则当取得最小值时, ( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】设等比数列的公比为,则,解得,
故,所以,且是递增数列.
由可得,可得,解得,
所以当时,,当时,,
所以当取得最小值时,.
故选:A.
10.(多选)(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)已知数列是等比数列,则下列结论中正确的是( )
A.数列是等比数列 B.若,则数列是递减数列
C.若,则 D.数列是等比数列
【答案】AB
【详解】设数列公比为,则,
对A:,故数列是以为首项,
为公比的等比数列,故A正确;
对B:若,则,
若,则,解得,
则,此时数列是递减数列;
若,则,解得,
则,此时数列是递减数列;
故数列是递减数列,故B正确;
对C:,则,故(负值舍去),
故,故C错误;
对D:若,则,
此时数列不是等比数列,故D错误.
故选:AB.
11.(多选)(25-26高二上·江苏苏州·阶段练习)设等比数列的公比为,前项积为,并且满足条件,.则下列结论正确的是( )
A. B. C. D.的最大项为
【答案】ACD
【详解】对于A,由等比数列性质可得,
若,因为,所以,不满足,
若,因为,所以,不满足,
所以,故A正确;
对于B、C,因为,为递减数列,所以,
又,所以,故B错误、C正确;
对于D,由B,C可得当时,,当时,,
所以的最大值为,故D正确.
故选:ACD.
12.(2025·湖南·一模)已知依次成等差数列,依次成等比数列,则的最小值是 .
【答案】2
【解析】成等差数列,成等比数列,
所以,且,则,
当且仅当时取等号,
13.(23-24高二下·湖南益阳·阶段练习)等比数列中,且,,成等差数列,则的最小值为 .
【答案】
【详解】设等比数列的公比为,
由于,,成等差数列,
所以,即,
也即,解得,
所以,所以.
,
,
当时,,当时,,
所以,
所以的最小值为.
14.(24-25高二下·上海奉贤·阶段练习)已知数列 满足 ,数列 满足 .
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的最大项.
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)由已知可得,数列是首项为,公比的等比数列,
所以;
(2),
,解得;
解得.
当时,,,
当时,比值小于1,数列开始递减,
因此,数列的最大项为,出现在第1项和第2项.
数列的最大项为:.
15.(山西省太原市部分学校2025-2026学年高三上学期10月质量检测数学试题)在数列中,.
(1)证明:是等比数列;
(2)若,求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)由,则,
则,故,又,
故数列是以为首项,为公比的等比数列;
(2)由数列是以为首项,为公比的等比数列,
故,即,
则,即,
则
.
16.(25-26高三上·福建福州·阶段练习)记为数列的前n项和,已知.
(1)证明:是等比数列;
(2)求数列的前n项和.
【答案】(1)证明见解析
(2)
【详解】(1)因为①,
当时,,解得.
当时,②,
①-②得,
即,
所以数列是以2为首项,4为公比的等比数列;
(2)由(1)得
,
则
,即.
1.(25-26高三上·湖北·阶段练习)如图,等边三角形的边长为4,取各边的中点,,,作第2个等边三角形,然后再取各边的中点,,,作第3个等边三角形,依此方法一直继续下去,记为第1个三角形,为第2个三角形,为第3个三角形,,依此类推,则第10个三角形与第5个三角形的面积之和为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】设的面积为,后续各三角形的面积依次为,,,,
则,,,,可见,
即是首项为,公比为的等比数列,则,
于是,,,
故.
故选:D.
2.(24-25高三上·河北邢台·阶段练习)已知首项为1的等比数列的各项均为正数,且,,成等差数列,若恒成立,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】因为,,成等差数列,所以,
又因为的首项为1,各项均为正数的等比数列,
所以,解得或(舍去),所以.
若恒成立,所以.
设,令,解得,
所以在为减函数,在为增函数.
而当时,即时,,
所以当时,即时,取得最小值为,
所以.
3.(25-26高三上·天津·阶段练习)已知数列是等比数列,数列是等差数列,若则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为数列是等比数列,且,所以,
因为数列是等差数列,且,所以,
则
.
故选:D.
4.(2025高三·全国·专题练习)设等比数列的公比为,其前项之积为,并且满足条件:,,,给出下列结论:①;②;③是数列中的最大项;④使成立的最大自然数等于198,其中正确的结论是 .
【答案】①③④
【详解】,,
,,
假设,那么,,
与题干不符,假设不成立,,故①正确.
由等比数列的性质可得,,由上可知,,
,,,,,故②错误.
等比数列的前项之积为,,又,,
又,,,,故③正确.
,又,,
,
, ,,故④正确.
故答案为:①③④.
5.(24-25高二下·北京大兴·期中)已知等差数列满足,.
(1)求数列的通项公式;
(2)求数列的前n项和的最大值;
(3)若等比数列满足,,问:是否存在最大值与最小值?说明理由.
【答案】(1)
(2)25
(3)存在,理由见解析
【详解】(1)设等差数列的公差为d,
由题意知
解得,.所以的通项公式为.
(2)的前n项和.
所以当时,取得最大值.
(3)由(1)知,,,
因为等比数列满足,,所以,.
所以等比数列的公比为,.所以.
所以,.
故当时,取得最小值.当时,取得最大值.
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